Napelemes rendszerek teljes életciklus elemzése

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Napelemes rendszerek teljes életciklus elemzése"

Domokos Nagy
9 évvel ezelőtt
Látták:

1 Napelemes rendszerek teljes életciklus elemzése Manek Enikı Környezettan BSc Témavezetı: Farkas Zénó Tudományos munkatárs ELTE escience Regionális Egyetemi Tudásközpont 1

2 Az elıadás tartalma Bevezetés témaválasztás indoklása A teljes életciklus elemzés alapjai Irodalmi áttekintés Önálló modell bemutatása Eredmények és továbblépési lehetıségek 2

3 Témaválasztásom okai Megoszló vélemények a napelemekrıl Kevesen ismerik és használják ki az életciklus elemzésben rejlı lehetıségeket Magyar szakirodalom, információs források hiánya Nem állnak rendelkezésre hazai napsugárzás adatokat és energia mixet felhasználó elemzések 3

lehetıségeket Magyar szakirodalom, információs források hiánya Nem

4 Mi az az életciklus elemzés (LCA)? Környezeti teljesítményértékelı módszer, melynek célja egy termék vagy szolgáltatás környezeti hatásainak pontos meghatározása annak létrejöttétıl az életciklusa végéig. Alkalmazásai Elınyei 4

egy termék vagy szolgáltatás környezeti hatásainak

5 Alapfogalmak és az elemzés menete Célok meghatározása Életciklus leltár (LCI) összeállítása Módszer, indikátor kiválasztása Hatáselemzés (LCIA) a leltár elemeire Eredmények értelmezése, LCA jelentés 5

6 Irodalmi áttekintés I. - Kristályos szilícium napelemek életciklus vizsgálata a svájci Ecoinvent adatbázissal (Jungbluth, 2004) 12 db, hálózatra csatlakoztatott, 3 kwp teljesítményő napelemes rendszer, becsült életidı : 30 év. Svájcban az átlagos besugárzás 1100 kwh/m 2 évente. Feltételezték az arra alkalmas alkatrészek újrahasznosítását, de nem vették figyelembe az ehhez tartozó környezetterhelés és kreditek értékeit. A nem hasznosítható részek lerakóra kerülnek. Az életciklus leltár elemei: a kvarc redukciójának, a szilícium tisztításának, az ostyák, panelek és laminált napelemek gyártásának, valamint a inverter és a felszereléshez szükséges alkatrészek elıállításának adatai. 6

rendszer, becsült életidı : 30 év. Svájcban az átlagos besugárzás 1100 kwh/m 2 évente.

7 Irodalmi áttekintés II. - Kristályos szilícium napelemek életciklus vizsgálata a svájci Ecoinvent adatbázissal (Jungbluth, 2004) A homlokzatba épített rendszerek nagyobb terhelést jelentenek mint a tetıre felszereltek. A legtöbb aeroszol a tetıre vízszintesen elhelyezett panelek életciklusa során keletkezett. A laminált napelemek járulnak hozzá a legkisebb mértékben a környezetterheléshez. A monokristályos napelemek nagyobb mértékben járulnak hozzá a környezetterheléshez, mint a polikristályosak. Az összesített energia igény 3-6 év alatt térül meg. 7

nagyobb terhelést jelentenek mint a tetıre felszereltek.

8 Irodalmi áttekintés III. - Kristályos szilícium napelemek gyártásának környezeti hatásai - polikristályos, monokristályos és szalag technológiák összehasonlítása (Alsema, E. de Wild-Scholten, M. 2006) A monokristályos technológia káros hatása a legnagyobb, a szalagos szilícium egységeké pedig a legkisebb. Az energia ráfordítás a szalagos szilícium modulok esetén a legkisebb A vezetékes hálózatra csatlakoztatott, és háztetıre telepített rendszerek energia megtérülési ideje 1,7-2,7 év Dél-Európában és 2,8-4,6 év Közép-Európában. A vizsgált napelemes rendszerek teljes életciklusuk során g szén-dioxidnak megfelelı üvegházhatású gázt bocsátanak ki kilowattóránként. 8

2006) A monokristályos technológia káros hatása a legnagyobb, a szalagos szilícium egységeké pedig a legkisebb.

9 Napelemes rendszer vizsgálata hazai körülmények között I. A modell elemei és feltételezések Hálózatra termelı, laminált napelem. Névleges teljesítmény: 1 kwp. Rendszer elemei: 6 db 166 Wp névleges teljesítményő, 1,125 m 2 aktív felülető, 14,8% hatásfokú polikristályos szilícium napelem modul (Jungbluth, N. 2004), valamint 1 db 1 kw teljesítményő inverter. Helyszín: Budapest. Elhelyezés: déli fekvéső, 45 -os dılésszögő tetı. 9

Rendszer elemei: 6 db 166 Wp névleges teljesítményő, 1,125 m 2 aktív felülető, 14,8% hatásfokú

10 Napelemes rendszer vizsgálata hazai körülmények között II. A modulgyártás folyamatábrája Szilícium homok MG Szilícium Szilícium tisztítása SiCl 4 EG-szilícium Off-grade szilícium CZ-monokritályos szilícium Polikristályos szilícium Öntés Lapkákra főrészelés Cellák gyártása Panelek gyártása Elektromos részek Panelek felszerelése Állványzatok Mőködés Leszerelés 10

EG-szilícium Off-grade szilícium CZ-monokritályos szilícium Polikristályos szilícium Öntés

11 Napelemes rendszer vizsgálata hazai körülmények között III. A modell felállítása Az üzemeltetés környezeti hatását elhanyagoltam. A leszerelés és ártalmatlanítás környezeti hatását semlegesnek vettem (Müller, A. et al. 2006). A magyar villamos energia mixet szerepeltettem minden lépésben. Budapesti besugárzási adatokat vettem figyelembe. Úgy tekintem, hogy a napelemes rendszer által termelt áram a magyar villamos energia mixbıl vált ki ugyanekkora mennyiségő áramot. Mivel részletes adatok csak a szilícium tömb elıállításáig álltak rendelkezésre, a teljes rendszerre vonatkozó környezeti hatásokat extrapolációval becsültem meg. 11

Budapesti besugárzási adatokat vettem figyelembe.

12 Napelemes rendszer vizsgálata hazai körülmények között IV. Az általam definiált gyártási folyamat a GaBi 4 szoftverben 12

13 Napelemes rendszer vizsgálata hazai körülmények között V. Eredmények és továbblépési lehetıségek A megtérülési idı az összes vizsgált indikátorra és a primer energia felhasználásra vonatkozóan 3 és 3,5 év. Tehát teljes életciklusára vonatkoztatva a rendszer tízszeresen megtérül mind környezeti hatás, mind a befektetett primer energia szempontjából. Nincs lényeges különbség az egyes indikátorok között a megtérülési idık szempontjából. A szállítás energia igénye elhanyagolható az elıállításhoz képest. A pénzügyi megtérülési idı összevethetı a napelemek teljes élettartamával. 13

év. Tehát teljes életciklusára vonatkoztatva a rendszer tízszeresen megtérül mind környezeti hatás, mind a befektetett primer energia

14 Köszönöm a megtisztelı figyelmet! 14

Hasonló dokumentumok

NAPELEMEK KÖRNYEZETI SZEMPONTÚ VIZSGÁLATA AZ ÉLETCIKLUS ELEMZÉS SEGÍTSÉGÉVEL. Darvas Katalin

NAPELEMEK KÖRNYEZETI SZEMPONTÚ VIZSGÁLATA AZ ÉLETCIKLUS ELEMZÉS SEGÍTSÉGÉVEL Darvas Katalin AZ ÉLETCIKLUS ELEMZÉS Egy termék, folyamat vagy szolgáltatás környezetre gyakorolt hatásainak vizsgálatára használt